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Divisor

Consejo Nacional para el Entendimiento Público de la Ciencia.

La Dosificación y el Proceso de Envasado de Polvos


Pedro Guevara López + Centro De Investigación En Ciencia Aplicada Y Tecnología Avanzada - Ipn; Raúl Sandoval Gómez + Unidad Profesional Interdisciplinaria Ingeniería, Ciencias Sociales Y Administrativas – Ipn; Ivvone Mejía Caballero + Tecnológico De Estudios Superiores De Coacalco, Estado De México; Alejandro Santiago Miguel + Centro De Estudios Científicos Y Tecnológicos No. 7 “cuauhtemoc“– Ipn

I. INTRODUCCION: ENVASADO Y EMPAQUE

De acuerdo a (Losada ,2000), la industria de envasado ha buscado conocer los diferentes procesos de envasado de los productos para escoger el mas adecuado, económico y menos contaminante. Por lo tanto esta tendencia actualmente se ha convertido en una necesidad para las empresas productoras. El envasado de un producto ha tenido una gran importancia para la vida cotidiana. La tecnología ha jugado un papel muy importante con la generación de procesos más eficientes y materiales que cumplen mejor con sus funciones otorgando al diseñador y al productor una amplia gama de posibilidades.

El envase es todo recipiente (Bodero Santana, 2008) o soporte que contiene o guarda un producto, protege la mercancía, facilita su transporte, ayuda a distinguirla de otros artículos y presenta el producto para su venta.

En forma más estricta, el envase es cualquier recipiente, lata, caja o envoltura propia para contener algún material o artículo


El empaque es cualquier material que encierra un artículo con o sin envase, con el fin de preservarlo y facilitar su entrega al consumidor

Ejemplo:
Producto: Cigarros

Envase: Cajetilla

Empaque: El plástico que envuelve la cajetilla


El envasado, pues no sirve únicamente para proteger el producto de las inclemencias del tiempo, de los olores externos, del polvo, la tierra etc. El embalaje sirve para proteger los productos de cualquier daño que puedan sufrir durante el proceso de transportación. Ver tabla 1.

Tabla 1. Tipos de empaque y embalajes (Fuente: http://camara.ccb.org.co/documentos/2949_Empaques_y_Embalajes2.pdf )


Del producto a envasar depende la elección del tipo de empaque que se utilizara, y como resultado de esta elección se puede elegir tanto el modelo de dosificador (sistema que descarga la cantidad de producto requerido) como de maquinaria de envasado que permitirá maximizar la producción de empaques individuales. Ver figura 1.

Figura 1. Maquinaria para envasado con dosificadores (Fuente:

www.gustherpack.com/)

Un envase (Chao Enrique, Octubre 2007), como hoy sabemos, es un producto que puede estar fabricado en una gran cantidad de materiales -vidrio, papel y cartón, metales férricos (acero, hojalata, aluminio) y plásticos- muy apreciados mientras sirvan para manipular, distribuir y exhibir mercancías en cualquier fase de su proceso productivo, de distribución o venta.

Es importante destacar que donde se utilizan envases con más frecuencia es en el sector de la alimentación, como es el caso de los productos en polvo que presentan consistencias y densidad variadas por lo que es necesario el desarrollo de sistemas de dosificación automatizados que permitan eficientar el proceso. Ver figura 2.

Figura 2. Sistema de dosificación de básculas combinatorias Ishida (Fuente: http://www.ishida.com/)

II. PROCESO DE DOSIFICACION.

En el siguiente cuadro se describe el modelo básico del proceso de dosificación y pesaje de polvos en general. Ver figura 3.

Figura 3. Esquema general de dosificación, (Fuente: www.ucv.ve/fileadmin/user_upload/.../2._Industria_de_Alimentos.ppt )

Los parámetros que se persiguen en el proceso de envasado son: velocidad, precisión, seguridad e higiene para indicar que tan eficaz y eficiente es. Un sistema automatizado de dosificación permite reducir la intervención de la mano de obra así como la reducción de esfuerzos.

Por otra parte, se debe de cumplir con la normativa de seguridad e higiene vigente que permita garantizar la sanidad del producto y del empaque tal como nos indica la norma NMX-O-147-1977, la cual se aplica a las máquinas envasadoras que dosifican y envasan materiales en estado sólido o líquido, como polvos granos, leche y similares.

Posteriormente se lleva acabo el proceso de sellado por medio del sistema termosellable, el cual representa la característica de ser un proceso continuo y automático.

Ante tal panorama del proceso de envasado de polvos una alternativa de dosificación es el uso de tornillos helicoidales integrado con un servomotor de torque controlado, lo que permite ser eficiente, preciso y veloz. Un servomotor esta representado en la figura 4.

Figura 4. Servomotor grado alimenticio, (Fuente:

http://www.ab.com/catalogs/)

III. DOSIFICACION Y ENVASADO DE POLVOS CON TORNILLO HELICOIDAL

El tornillo helicoidal es un sistema capaz de mover materiales a granel, prácticamente en cualquier dirección. Proporcionando variedad de opciones para su manejo de manera eficaz y confiable. Sus características son su versatilidad, son compactos y de fácil mantenimiento; los cuales con una mínima supervisión una vez instalados resultan ideales para trasladar, dosificar o elevar, materiales a granel y resuelven las necesidades de transporte y dosificación de manera eficaz en un mínimo de espacio. Es importante mencionar que el tornillo debe ser calculado y fabricado de acuerdo a las características granulométricas del material a transportar.

Los materiales a utilizar para su fabricación son el acero inoxidable ASTM A306 y acero inoxidable A304, para tener una mayor duración y resistencia a la abrasión. La eficiencia de la dosificación depende del adecuado cálculo del tornillo, el cual esta compuesto de 3 zonas importantes. Ver figura 5.

Figura 5. Zonas del tornillo, (Fuente:

http://www.tubasec.com/ )

La primera zona, denominada comúnmente de alimentación, es donde el polvo comienza con el proceso de dosificación y trasporta a las zonas siguientes, la alimentación debe ser efectiva para que no sea deficiente ni excesiva.

En esta zona el polvo se comprime de acuerdo al espacio entre el diámetro exterior de las aristas y el diámetro menor del tornillo, así como por el paso diametral.

La tercera zona o de dosificación tiene como función homogeneizar la presión y desplazar una cantidad determinada de material.

Una vez que se ha desplazado el producto el último paso en empaquetarlo, para lo cual la máquina de envasado lo realiza de acuerdo al siguiente esquema. Ver figura 6.

Figura 6. Esquema general de llenado y envasado (Fuente,

Libro de consulta sobre tecnologías aplicadas al ciclo alimentario/ Intermediate Technology Development Group-Perú)

Ejemplos de productos que son envasados con este proceso. Ver figura 7.

Figura 7. Productos envasados (Fuente:

www.gustherpack.com/)

La importancia del tornillo helicoidal radica en el hecho de que es una parte medular del sistema ya que este elemento es el que dosifica y descarga el producto en una determinada cantidad (grs. o kgs.) y debido a que esta en contacto con productos alimenticios se debe fabricador en acero inoxidable.

El cálculo de un tornillo helicoidal para azúcar se muestra en la tabla 2

Tabla 2. Cálculos para el desarrollo de tornillo helicoidal, utilizado para generar el perfil de la Figura 8

Figura 8. Esquema general de un tornillo helicoidal Fuente, diseño personal

De esta manera estableceremos un procedimiento para calcular cualquier tipo de tornillo helicoidal que dosifique polvos, también podemos establecer de acuerdo a los cálculos que mientras el paso diametral sea más pequeño más precisa será la cantidad de material que dosifique.

El resultado final de la dosificación y el proceso de envasado es responder estrictamente a las exigencias técnicas de los productos y a las necesidades y demandas del mercado. Debe evitarse el uso de envases con prestaciones inadecuadas, tanto por defecto, por sus efectos negativos sobre la calidad del producto envasado, como por exceso, por lo que significa de encarecimiento innecesario Debe tenerse en cuenta que un envase malo o inadecuado puede incidir negativamente y desmerecer la calidad del alimento envasado; de hecho un mal envase puede hacer malo un producto de la mejor calidad.

Con estas consideraciones se entiende fácilmente que las discusiones sobre el sistema de envasado deben hacerse específicamente para cada producto a envasar.

De los diferentes procesos de dosificación demostramos que el proceso propuesto representa una respuesta a factores sociales, tales como, la necesidad de evitar pérdidas y desperdicios de alimentos, la creciente preocupación por la higiene y por el consumo de alimentos naturales, el deterioro del medio ambiente, etc. Este conjunto de necesidades se debe de acompañar de un costo económico de producción para ser considerado una opción real ya que estamos en una progresiva evolución tecnológica, los resultados que se obtuvieron en esta investigación permite ubicarnos en contexto real y actual, caracterizado por una amplia y variada oferta de materiales y diseños. En ésta, como en otras áreas tecnológicas la innovación es continua, para dar respuesta a las crecientes exigencias sociales.

IV. CONCLUSIONES

El presente artículo tiene como finalidad definir la importancia del proceso de envasado y establecer las variables que se presentan en el empaque de polvos. Existe una estrecha relación entre la calidad de un producto junto con su envasado, de tal manera que esta relación se traduce en un requerimiento integral.

En la sociedad actual no se concibe la comercialización de un producto, cualquiera que sea su naturaleza, sin el concurso de alguna forma de envase y/o embalaje que lo contenga y proteja, desde su producción primaria hasta llegar al consumidor

Pensemos en los productos que nos rodean en la casa o en los alimentos que consumimos; los productos de aseo y limpieza, las medicinas, la leche, el aceite, las conservas, polvos, las frutas.... etc, etc....Prácticamente todos ellos nos han llegado con algún modo de envase o embalaje

Por otra parte al indagar más en el tema del envasado se establece que no se puede considerar como algo superfluo que encarece y complica, como a veces puede pensarse sin un análisis riguroso, sino todo lo contrario, la base para una correcta protección y comercialización de todo tipo de artículos a precios razonables.

Así pues el envasado de polvos es un proceso cuyo impacto no solo es estético sino también se deben de tomar factores como el diseño, la mejor funcionalidad, economía y los materiales empleados.

Es necesario, por tanto, conocer en profundidad las características y posibilidades de los diversos tipos de envase y técnicas de envasado que configuran la tecnología actual y, tanto más, el buen entendimiento a nivel técnico de todos los sectores implicados en los procesos de fabricación y comercialización de bienes de consumo -fabricantes de los materiales para envases, suministradores de envases y equipos de envasado, y envasadores- con las demandas y necesidades de los consumidores, con el fin de seleccionar en cada caso la mejor tecnología para lograr el objetivo final, disponer de los productos necesarios para el desarrollo y bienestar social, con la mejor calidad y el menor precio.

Los Autores
Dr. Pedro Guevara López. Doctor y Maestro en Ciencias de la Computación e Ingeniero Electricista, todos del Instituto Politécnico Nacional, Doctor en Filosofía de la Educación Iberoamericana por el Consejo Iberoamericano en Honor a la Calidad Educativa. Es Profesor Investigador de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica y Profesor Invitado del Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada pertenecientes al Instituto Politécnico Nacional. Sus áreas de investigación son: Sistemas en Tiempo Real, Modelado de Sistemas Dinámicos e Investigación Educativa.
M. en A. Raúl Junior Sandoval Gómez. Ingeniero Químico Industrial y Maestro en Administración y Desarrollo de la Educación, ambos del Instituto Politécnico Nacional; Maestro en Administración en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos; Doctor en Filosofía de la Educación Iberoamericana por el Consejo Iberoamericano en Honor a la Calidad Educativa. Fue Director de Educación Media Superior, Jefe de Investigación en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y Administración. Sus áreas de investigación son: Procesos Administrativos y Procesos Educativos.
M. en C. Ivvone Mejía Caballero. Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones por la Universidad Veracruzana; Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica en ESIME-ZACATENCO del Instituto Politécnico Nacional ; actualmente se desempeña como Profesora de asignatura B Perteneciente a la Jefatura de División de Mecatrónica del Tecnológico de Estudios Superiores de Coacalco . Sus áreas de investigación son Sistemas en Tiempo Real y Diseño Mecánico.
Ing. Alejandro Santiago Miguel. Ingeniero Mecánico del Instituto Politécnico Nacional ; Maestrante en Ingeniería Industrial del Tecnológico de Estudios Superiores de Coacalco. Profesor de la especialidad de Soldadura y Sistemas automotrices del CECyT No. 7 “Cuauhtémoc”, es profesor del Tecnológico de Estudios Superiores de Chimalhuacan en las carreras de Ingeniería Industrial y Mecatronica

Fuentes.
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Revista de Educación y Divulgación de la Ciencia, Tecnología y la Innovación

La Dosificación y el Proceso de Envasado de Polvos .

Divulgadores. Pedro Guevara López + Centro De Investigación En Ciencia Aplicada Y Tecnología Avanzada - Ipn; Raúl Sandoval Gómez + Unidad Profesional Interdisciplinaria Ingeniería, Ciencias Sociales Y Administrativas – Ipn; Ivvone Mejía Caballero + Tecnológico De Estudios Superiores De Coacalco, Estado De México; Alejandro Santiago Miguel + Centro De Estudios Científicos Y Tecnológicos No. 7 “cuauhtemoc“– Ipn.

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Editorial. Miguel Ángel Méndez Rojas + Universidad De Las Américas, Puebla.

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Investigación. Pedro Guevara López + Centro De Investigación En Ciencia Aplicada Y Tecnología Avanzada - Ipn; Raúl Junior Sandoval Gómez + Unidad Profesional Interdisciplinaria Ingeniería, Ciencias Sociales Y Administrativas – Ipn; Gumersindo David Fariña López + Centro De Estudios Científicos Y Tecnológicos No. 7 “cuauhtemoc“ – Ipn.

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